Tout savoir sur les piles et les batteries accumulateurs

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L’évolution de la science et de la technologie ont permis à notre époque de pouvoir stocker de l’énergie. Les batteries et les piles en sont la preuve. Elles ont aujourd’hui une grande place dans la vie quotidienne des hommes. Bien qu’elles soient importantes pour nos différents besoins, elles restent un grand danger pour toute l’humanité. Voici quelques informations énoncées pour vous permettre de mieux comprendre l’impact des piles et batteries accumulateurs sur le monde.

Qu’est-ce qu’une pile et batterie accumulateurs ?

Il est important que vous sachiez que la pile et une batterie d’accumulateurs jouent le même rôle. En effet, une pile et une batterie accumulateur ont toutes les deux une fonction principale qui est de transformer l’énergie chimique en énergie électrique. La seule différence entre les deux matériaux se trouve au niveau de leur réversibilité.

Fonctionnement de la pile électrique

La batterie est constituée de plusieurs accumulateurs réversibles. Par contre, la pile électrique est irréversible. Lorsque la pile électrique est neuve, son différentiel électrochimique est plein. La pile est composée de deux électrodes différentes, l’une est à base de cuivre et l’autre à base de zinc. Les deux électrodes ont des fonctions différentes. Une parmi elles est réductrice. Ce qui signifie qu’elle absorbe les électrons et est dans une solution électrolytique. La seconde électrode est oxydante. Ce qui signifie qu’elle a pour rôle de fournir des électrons. Une fois que la pile est connectée à un circuit électrique externe, elle fournit de l’énergie par le mécanisme de flux d’électrons qui se produit entre ces deux électrodes jusqu’à uniformisation de leurs potentiels. Arrivée à égalisation des deux électrodes, la pile n’alimente plus le circuit, la pile est donc épuisée. Il est impossible de restaurer ces électrodes, raison pour laquelle la pile électrique est irréversible.

Fonctionnement de la batterie

La batterie quant à elle est réversible et sa composition est pratiquement identique à la pile. La batterie est constituée deux électrodes différentes : un oxydante qui peut être du plomb et l’autre réductrice qui peut être de l’oxyde de plomb. L’électrode réductrice est immergée dans un mélange d’acide sulfurique et d’eau. La batterie pourra alimenter un circuit extérieur sous forme de courant continu grâce au différentiel électrochimique des deux électrodes. Lorsque la batterie est déchargée, l’anode et la cathode sont délitées. L’anode et la cathode ont été séparées de leurs atomes par le courant électrique, mais une grande partie des atomes restent dans l’électrolyte sous forme ionisée. Pour reverser la charge, il faudra donc envoyer un courant de charge contraire dans l’électrolyte. Cette opération provoquera le retour de plomb et de l’oxyde de plomb respectivement sur l’électrode oxydante et l’électrode réductrice. En effet, chaque électrode sera rechargée par les ions plomb présents dans l’électrolyte.

En général les batteries accumulateurs ont plus d’une centaine de recharges surtout les batteries au plomb qui se trouvent dans la plupart des voitures. Les batteries lithium-ion dominent le marché électronique portable, notamment les téléphones mobiles.

Quelles différences entre la pile et la batterie ?

La différence entre la pile et la batterie s’observe au niveau de leurs domaines d’applications. Les piles sont généralement utilisées pour des besoins domestiques qui ne demandent qu’une faible puissance d’énergie pour être alimentés. En revanche, les batteries sont plus lourdes et fournissent une puissance assez élevée. Les batteries sont donc utilisées pour des opérations de grande envergure. La sortie de pile dite rechargeable est en fait des batteries avec une faible puissance adaptée pour les besoins domestiques.

Quel est l’impact des piles et des batteries sur l’environnement ?

Il est primordial que vous sachiez que les piles et les batteries représentent un danger pour la santé publique et pour l’écologie.

  • Les piles et les batteries sont constituées de métaux lourds qui se détériorent très difficilement.
  • De plus, la fabrication des piles et batteries se fait avec des matériaux non renouvelables à l’échelle humaine. De manière pratique, si nous prenons le zinc qui est utilisé pour l’anode des piles alcalines, risque de ne plus exister dans 20 à 25 ans. La cause serait due à notre mauvaise gestion des stocks limités qui se trouve sur la planète terre. Le zinc n’est pas utilisé seulement pour la fabrication des piles. C’est un composé chimique qui est aussi plébiscité dans de nombreux secteurs d’activités tels que dans la fabrication des voitures, pour les gouttières et pleines d’autres choses. La France utilise à lui seul environ 4500 tonnes de zinc par an.
  • Prenons aussi l’exemple du lithium qui est utilisé pour la conception des accumulateurs se trouvant dans les batteries. Le lithium est la 33ème ressource naturelle la plus abondante de la terre, le stock naturel est donc limité. Des études faites en 2009 par l’USGS ont montré qu’il existe approximativement 11 millions de tonnes de lithium sur la planète terre. Cependant, d’autres recherches effectuées ont prouvé que la quantité du matériau sur la terre n’atteint pas ce chiffre. Il faudra donc diminuer la quantité utilisée pour qu’elle ne disparaisse pas.
  • Le risque ne se limite pas seulement à la disparition des matériaux, mais aussi à la pollution de l’environnement notamment les eaux, les sols et les êtres vivants. La pollution peut se produire de plusieurs manières. Par exemple, quand on finit d’utiliser une pile et qu’on jette la pile épuisée dans la nature. L’enveloppe de la pile se détériore et les métaux se libèrent dans le sol et s’infiltrent dans le sol pour atteindre la nappe phréatique ou les rivières. Ainsi l’eau que nous buvons est polluée et notre santé est en danger. Par exemple, 1g de mercure suffit pour contaminer 400 L d’eau.
  • Une deuxième forme de pollution est de les bruler sans avoir au préalable triés les piles et les accumulateurs. Pendant qu’on les brule, une combustion chimique se produira ce qui libère le lithium, le zinc et plein d’autres composés chimiques toxiques sous forme de gaz. Des recherches ont montré que près de 280 tonnes de piles et 1000 tonnes de batteries usées seraient dans la nature, livrées aux intempéries.
  • La pollution des piles et batteries est aussi un danger pour les animaux et les plantes. Ils consomment ces métaux par l’intermédiaire de leurs proies ou ressources naturelles. Ainsi, ils accumulent ces métaux dans leurs organismes par bioaccumulation. Suivant la chaine alimentaire, les hommes mangeront à leurs tours ces animaux et mettront leur santé en danger.

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Quel est l’impact des piles et des batteries pour les hommes ?

Les métaux lourds sont composés d’éléments chimiques très toxiques pour l’homme. Malheureusement il existe plusieurs façons de l’assimiler telles que :

  • Par inhalation de fumées ou de poudre.
  • Par ingestion involontaire, pour les enfants en bas âge.
  • Par la chaine alimentaire, donc par empoisonnement chronique.
  • Par contact direct avec les yeux ou la peau.

D’après l’OMS, le niveau de tolérance de mercure pour un adulte serait placé à 0,2 mg par jour. Le mercure est un métal qui se vaporise facilement dans l’air. Ainsi, nous pouvons l’inhaler facilement et il peut aussi être consommé par l’intermédiaire de la nourriture. Une fois dans l’organisme, elles peuvent causer des problèmes de rein comme l’insuffisance rénale et avoir un impact néfaste sur notre système neurologique. Lorsque la quantité de mercure est importante dans le corps, elle peut entrainer la mort de la personne.

Il faut notifier que les petits enfants sont plus exposés au danger que les adultes. En effet, lorsque l’enfant mange en petite quantité de la nourriture contenant du mercure, il détruit son organisme à petit feu. Ainsi l’enfant risque d’atteindre rapidement le seuil de tolérance sans être assez grand. Cela montre à quel point les enfants sont vulnérables et la situation est alarmante.

Comment éviter l’utilisation des piles et des batteries ?

Il faut reconnaitre que les piles et les batteries ont une grande place dans notre vie quotidienne mais on peut sans passer. Il suffit juste d’avoir une bonne volonté. Nous devrions garder à l’esprit que les piles et batteries sont une menace pour l’environnement. Avec le progrès de la science, nous avons plusieurs appareils ménagers rechargeables que l’on peut remplacer par les accessoires qui utilisent des piles. Donc, la meilleure option serait de choisir des appareils à versions filaires. Toutefois, vous pouvez aussi éviter au maximum d’utiliser les appareils à batterie et à pile. En faisant ce choix, vous participez à la sauvegarde de la planète et vous sauvez ainsi des vies.

Quelles piles choisir si je ne peux pas faire autrement ?

Nous savons qu’il existe deux grandes catégories de piles : les piles jetables et les piles rechargeables. Les piles jetables sont jetées aux ordures une fois qu’elles sont totalement épuisées, c’est-à-dire qu’ils n’ont plus d’énergie à fournir. Par contre, les piles rechargeables fonctionnent comme des mini batteries. Donc après qu’elle soit épuisée, on peut encore les recharger pour une autre utilisation. Elles ont une longue durée de vie et sont plus économiques. Le choix est donc très simple entre une pile jetable et une pile rechargeable.

Comment recycler les piles et les batteries ?

Les piles et les accumulateurs, malgré leurs utilités, constituent un danger pour le monde à cause de leurs composés toxiques et un danger pour l’environnement de fait de la mauvaise gestion du stock naturel des matériaux limités. Nous pouvons stopper ces différents problèmes ou plus ou moins limiter ces difficultés en faisant un bon recyclage.

Vous devriez savoir qu’il existe trois types de recyclage : le recyclage chimique, le recyclage mécanique et le recyclage organique. Le premier consiste à utiliser des réactions chimiques pour traiter les piles et batteries usées. Le deuxième procédé consiste à transformer les déchets par une machine. Le recyclage organique quant à lui consiste à fabriquer des engrais ou du carburant grâce à la conservation des matières organiques.

Il faut notifier que pour les piles et les batteries, on utilise généralement deux types de recyclage à savoir : le recyclage mécanique et le recyclage chimique. Les recyclages se font suivant trois procédés différents :

  • La distillation et la pyrolyse: cette méthode se fait par la décomposition chimique des piles à forte teneur de mercure grâce à une opération consiste à chauffer les déchets sans présence d’oxygène.
  • La pyrométallurgie: elle consiste à récupérer les métaux par le procédé d’incinération. Pour les métaux qui sont diffèrent par leurs points d’évaporation, ils sont récupérés grâce à des systèmes de condensations et de lavage des fumées.
  • L’hydrométallurgie: traitement chimique qui permet de transformer les métaux en liquide. Tout d’abord on fait un tri pour séparer les éléments organiques des éléments métalliques. Ensuite on broie les différents éléments. Pour plus de compréhension l’hydrométallurgie se résume en trois grandes étapes qui sont : la lixiviation, la purification et l’électrolyse.

En somme, le recyclage des piles et des batteries est important pour sauver des vies et préserver nos ressources naturelles pour les générations futures.